Os peixes percebem o movimento da água da mesma forma que os humanos percebem o som, de acordo com uma nova pesquisa da Case Western Reserve University School of Medicine. Os pesquisadores descobriram que um gene também encontrado em humanos ajuda o peixe-zebra a converter o movimento da água em impulsos elétricos que são enviados ao cérebro para a percepção. O gene compartilhado permite que o peixe-zebra detecte a direção do fluxo de água, e também ajuda as células dentro do ouvido humano a detectar uma variedade de sons.

O gene codifica uma proteína nas células ciliadas, as células que recebem som dentro do ouvido. Mutações no gene podem causar surdez em humanos. Além de dentro das orelhas, O peixe-zebra possui células ciliadas ao longo de todo o corpo para detectar o fluxo de água. As células ciliadas na superfície dos corpos do peixe-zebra enfrentam diferentes direções para sentir a água se movendo ao seu redor. Mas, o novo estudo descobriu que as células ciliadas voltadas para direções diferentes não são idênticas como se pensava anteriormente - cada uma usa o gene da surdez de maneira um pouco diferente.

"Descobrimos que a detecção de fluxo de água na frente do peixe é mais dependente do gene tmc2b do peixe-zebra do que o fluxo de água na parte de trás do peixe, "disse Brian McDermott Jr, PhD, professor associado de otorrinolaringologia da Escola de Medicina da Universidade Case Western Reserve e do Hospital Universitário Cleveland Medical Center. "A água que flui da frente dos peixes acompanha a natação para frente, Portanto, é rotina. Mas a água que vem da retaguarda pode significar um predador em sua perseguição. O peixe-zebra, portanto, usa diferentes mecanismos moleculares para distinguir a direção do fluxo de água. "

McDermott e Ruben Stepanyan, PhD, professor assistente de otorrinolaringologia da Escola de Medicina da Universidade Case Western Reserve publicou os resultados hoje em Nature Communications . O estudo mergulha na mecanotransdução - como as células ciliadas percebem as ondas sonoras mecânicas, ou neste caso, ondas de água, e convertê-los em sinais cerebrais. A equipe de McDermott descobriu que as células ciliadas na pele do peixe-zebra usam diferentes genes de mecanotransdução - como o tmc2b - dependendo de sua orientação. "Nem todas as células ciliadas são iguais. Elas são diferentes com base na direção em que estão voltadas, e essa é a chave para detectar a direção do fluxo de água, "McDermott disse. O estudo identifica tmc2b como central para a mecanotransdução. O gene é necessário para as células ciliadas transmitirem sinais para o cérebro, o que poderia explicar seu papel na surdez genética. "Nossas descobertas estão diretamente relacionadas à audição humana, "McDermott disse." Nós estudamos um gene do peixe-zebra que é análogo a um gene humano que causa surdez, e aqui mostramos que o defeito está em processo de mecanotransdução. "

Os pesquisadores usaram suas descobertas para criar um "mapa mecanossensorial" das células ciliadas do peixe-zebra. O mapa mostra como a localização e a orientação de uma célula ciliada se relacionam com sua capacidade de detectar o movimento da água. Também mostra como as diferentes células ciliadas requerem, ou pode funcionar de forma independente, do gene da surdez tmc2b. O mapa pode informar estudos futuros relacionados à mecanotransdução de células ciliadas humanas, e as causas da surdez genética.

Disse McDermott, "As células ciliadas do peixe-zebra são particularmente acessíveis para experimentação, ao contrário das células ciliadas do ouvido dos mamíferos, então eles oferecem uma vantagem especial. Você pode estudar o desenvolvimento e o funcionamento das células ciliadas intactas em um nível mais elevado em peixes do que no ouvido dos mamíferos. "

As diferenças nas células ciliadas ajudam os peixes a perceber os padrões de fluxo de água - e também podem ajudar os humanos a perceber sons diferentes. "Em mamíferos, as células ciliadas são as células sensoriais do ouvido, "McDermott disse." Nossas descobertas sugerem que, em mamíferos, incluindo humanos, pode haver diferenças moleculares entre as células ciliadas que nos permitem ouvir a maravilhosa gama de sons de que gostamos. "